4. ИЗМЕРИТЕЛЬНО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ КОМПЛЕКСЫ (ИВК)
[1, 6, 7, 8, 11]
4.1. Виды и состав ИВК
ИВК представляет собой автоматизированное средство измерений электрических величин, на основе которого возможно создание ИИС путем присоединения к входу измерительных каналов ИВК датчиков с унифицированным электрическим выходным сигналом и генерации на основе программных компонентов ИВК программ обработки информации и управления экспериментом. ИВК представляет собой унифицированное ядро ИИС.
ИВК создается методом проектной компоновки из системносопряженных функциональных блоков и устройств, выпускаемых в составе агрегатных комплексов ИВК, производимых серийно и проходивших испытания для целей утверждения типа.
Основными признаками ИВК являются:
-наличие нормируемых МХ;
-блочно-модульная структура, измерительные и вычислительные компоненты которой являются серийно выпускаемыми агрегатными СИ;
-наличие процессора или ЭВМ;
-программное управление СИ;
-использование типовых интерфейсов для автоматизации и обеспечения взаимодействия между СИ.
По назначению ИВК подразделяют на типовые, проблемные,
специализированные (табл.4.1.)
Таблица 4.1.
ИВК
Типовые |
Проблемные |
Специализированные |
|
|
|
Для решения широкого |
Для решения широко |
Для решения |
круга задач |
распространенной, но |
уникальных задач |
автоматизации |
специфической для |
автоматизации |
исследований, |
конкретной области |
измерений |
измерений и испытаний |
применения задачи |
|
независимо от области |
|
|
применения |
|
|
|
|
|
|
52 |
|
В состав ИВК входят технические и программные компоненты, состав которых приведен на рис.4.1., 4.2.
Технические компоненты ИВК
|
Основные |
|
|
|
|
|
Вспомогательные |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Измерительные |
|
|
Блоки |
|
интерфейсного |
|||||
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
сопряжения, контроллеры |
||||
Вычислительные |
|
|
Коммутаторы |
|||||||
|
||||||||||
Меры текущего времени и |
|
|
Специальные устройства |
|||||||
|
||||||||||
интервалов времени |
|
|
буферной памяти |
|||||||
Средства ввода-вывода |
|
|
Расширители интерфейсных |
|||||||
|
|
|||||||||
цифровых и релейных |
|
|
линий |
|
|
|
||||
сигналов |
|
|
Устройства расширения |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
функциональных возможностей |
||||
|
|
|
|
|
|
ИВК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Источники питания для |
||||
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
вспомогательных компонент |
||||
Рис. 4.1. Состав технических компонентов ИВК
53
Технические компоненты должны удовлетворять требованиям:
−совместимости;
−взаимодействия компонентов;
−комплексов нормируемых характеристик.
Программные компоненты ИВК
Системное программное обеспечение
Общее прикладное программное обеспечение
Работа в диалоговом |
|
Типовые алгоритмы обработки |
|
||
режиме |
|
измерительной информации |
Управление |
|
Типовые алгоритмы |
|
||
измерительными |
|
планирования экспериментов |
компонентами |
|
Метрологическое обслуживание |
|
|
|
|
|
|
Обмен измерительной |
|
ИВК |
информацией |
|
|
Проверка |
|
|
работоспособности |
|
|
отдельных компонентов |
|
|
ИВК |
|
|
Изменение и дополнение |
|
|
общего прикладного ПО |
|
|
Рис. 4.2. Состав программных компонентов ИВК
4.2. Основные варианты построения, архитектура и структурные схемы ИВК
Существует три варианта магистрально-модульного принципа построения ИВК.
I – с магистралью приборного интерфейса и использования серийных автономных приборов и устройств (ИВК-7, ИВК-8, ИВК-12, ИВК-15);
54
II – с магистралью в стандартах КАМАК (ИВК-2,ИВК-6, ИВК-16, ИВК-
20);
III – с машинной магистралью с использованием системных унифицированных узлов (К-750, К-755, К-766).
По заданию Минприбора ВНИИЭП разработал концепцию магистральномодульного принципа построения систем измерения на базе унифицированных модулей и стандартных интерфейсов с применением микропроцессорных средств и мини-ЭВМ.
В основу этой концепции положены агрегатные комплексы: микроэлектронных средств электрических измерений; средств диспетчеризации, автоматизации и телемеханики (микро-ДАТ); управляющих вычислительных комплексов СМ СЭВ.
В концепции принята трехуровневая иерархическая структура организации ИВК.
Базовый комплект СМ-3
СМ-3П |
|
ОЗУ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ПЛ |
|
|
|
|
|||||
|
|
ДZМ |
|
Дисплей |
|
|
|
МД |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ОШ
Крейт КАМАК
ЦАП АЦП АЦП RG Ст Км ШД ШД УУ ЦАП КК
Экспериментальная |
ЦАВОМ |
Н- |
установка |
Рис. 4.3. Структура ИВК-3
Нулевой (внутрикаркасный) уровень включает малые программируемые контроллеры, выносные средства сбора и предварительной обработки информации, измерительные подсистемы на основе модулей, локальные регуляторы. Внутрикаркасный магистральный интерфейс - параллельный, асинхронный.
55